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Calculadora de resolução de compartimentos FFT e análise espectral

Calcule a resolução do compartimento de frequência FFT, a faixa de Nyquist, a duração do registro de tempo, o ganho de processamento do piso de ruído e a perda de recorte da janela

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Fórmula

Δf = f_s / N

Δf — Frequency bin resolution (Hz)
f_s — Sample rate (Hz)
N — FFT size (number of points)
T — Time record length (N/f_s) (s)

Como Funciona

A resolução do compartimento com Transformada Rápida de Fourier (FFT) é um conceito fundamental no processamento digital de sinais que determina a resolução de frequência e a precisão da análise espectral. Ao realizar um FFT, o sinal de entrada no domínio do tempo é dividido em compartimentos de frequência discretos, com a largura desses compartimentos diretamente relacionada à taxa de amostragem e ao número de amostras. A resolução do compartimento representa o menor intervalo de frequência que pode ser distinguido no espectro de frequência, que é calculado como a frequência de amostragem dividida pelo número total de amostras.

Exemplo Resolvido

Dada uma frequência de amostragem de 10.000 Hz e 1024 amostras totais, a resolução do compartimento FFT seria calculada da seguinte forma:
1. Resolução do compartimento = frequência de amostragem/número de amostras
2. Resolução do compartimento = 10.000 Hz/1024
3. Resolução do compartimento ≈ 9,76 Hz
Isso significa que cada compartimento de frequência representa aproximadamente 9,76 Hz do espectro, e a frequência máxima resolvível (frequência de Nyquist) seria metade da taxa de amostragem.

Dicas Práticas

  • ✓Aumente o número de amostras para melhorar a resolução de frequência
  • ✓Use técnicas de preenchimento zero para interpolar entre compartimentos de frequência existentes
  • ✓Considere a compensação entre a resolução no domínio do tempo e a resolução no domínio da frequência
  • ✓Sempre garanta que a taxa de amostragem seja pelo menos duas vezes a maior frequência de interesse

Erros Comuns

  • ✗Resolução de compartimento confusa com frequência de amostragem
  • ✗Não entendendo a relação entre a contagem de amostras e a precisão da frequência
  • ✗Assumindo uma resolução uniforme em todo o espectro

Perguntas Frequentes

Aumentar o número de amostras diminui a largura do compartimento, proporcionando maior resolução de frequência. Mais amostras permitem uma granularidade mais precisa na análise de frequência.
A frequência de Nyquist é metade da taxa de amostragem, representando a frequência máxima que pode ser representada com precisão em um sinal digital.
O preenchimento zero pode ajudar a interpolar entre os compartimentos existentes, mas não cria novas informações espectrais. A verdadeira melhoria da resolução requer mais amostras.

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